JP6915463B2 - 冷却器 - Google Patents

Description

本明細書は、冷却器に関する技術を開示する。

冷媒を用いて発熱体（例えば、車載のリアクトルやコンデンサなど）を冷却する冷却器が知られている。特許文献１には、冷媒を流す主流路と副流路とを隔てる隔壁に貫通流路が形成された冷却器について開示されている。特許文献２には、折り返し形状を有する流路が形成された冷却器によって、２つの発熱体を冷却する技術について開示されている。

特開２００７−２６６４６３号公報 特開２００９−１８８１８１号公報

冷却器の冷却性能を向上させる観点において、冷却器における２つの流路を接続する貫通流路の形状について十分な検討がなされていなかった。

本明細書に開示する一形態における冷却器は、冷媒を用いて発熱体を冷却する。冷却器は、流入部と、流出部と、流入流路と、流出流路と、折り返し流路と、隔壁と、貫通流路とを備えている。流入部は、外部から冷媒が流入する部位である。流出部は、外部へと冷媒が流出する部位である。流入流路は、流入部から延びている扁平な流路である。流出流路は、流出部から延びており、流入流路と幅方向に隣り合っている扁平な流路である。折り返し流路は、流入流路と流出流路とを折り返して接続している扁平な流路である。隔壁は、流入流路と流出流路との間を隔てている。貫通流路は、隔壁を流入流路から流出流路へと貫通している流路である。貫通流路における流入流路側の流路断面積が、貫通流路における流出流路側の流路断面積より大きくなっている。

上記形態における冷却器によれば、貫通流路における流入流路側と流出流路側との流路断面積が同じ場合と比較して、貫通流路を流れる冷媒の流速を向上させることができる。これによって、流入流路から折り返し流路へと流れる冷媒の流量を低減できるため、折り返し流路における冷媒の圧力損失を抑制できるとともに、貫通流路に対向するように冷却器に取り付けられた発熱体に対する冷却効率を高めることができる。

冷却器の構成を示す斜視図である。 冷却器の構成を示す断面図である。 図２の矢視Ｆ３−Ｆ３における断面図である。 図２の矢視Ｆ４−Ｆ４における断面図である。

図１は、冷却器１０の構成を示す斜視図である。図１には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図１のＸＹＺ軸におけるＸ軸およびＹ軸は、水平方向に延びた座標軸である。図１のＸＹＺ軸におけるＺ軸は、重力方向の下方から上方に向かう座標軸である。

冷却器１０は、冷媒（冷却水）を用いて、発熱体２０および発熱体３０を冷却する。発熱体２０および発熱体３０は、リアクトルおよびコンデンサの少なくとも一方を含む電気機器である。発熱体２０および発熱体３０は、通電によって高温になる。発熱体２０および発熱体３０は、冷却器１０の外側に取り付けられる。冷却器１０は、発熱体２０および発熱体３０と共に不図示の車両に搭載される。冷却器１０は、流入部１１０と、流出部１２０と、本体部１３０と、流路１４０とを備えている。

冷却器１０の流入部１１０は、冷却器１０の外部から冷媒が流入する部位である。図１の矢印ＩＮは、冷媒が冷却器１０へと流入する方向を示す。流入部１１０は、円筒状を成している。流入部１１０は、本体部１３０の内部に形成された流路１４０に連通している。冷却器１０に流入する冷媒は、流入部１１０を通じて流路１４０へと流れる。

冷却器１０の流出部１２０は、冷却器１０の外部へと冷媒が流出する部位である。図１の矢印ＯＵＴは、冷媒が冷却器１０から流出する方向を示す。流出部１２０は、円筒状を成している。流出部１２０は、本体部１３０の内部に形成された流路１４０に連通している。流路１４０を流れる冷媒は、流出部１２０を通じて冷却器１０から流出する。

冷却器１０の本体部１３０は、内部に流路１４０が形成された部位である。本体部１３０は、Ｘ軸方向に幅広く、Ｙ軸方向を長手方向とする扁平な直方体状を成している。本体部１３０のＹ軸負方向側には、流入部１１０および流出部１２０が設けられている。流路１４０は、Ｙ軸方向に延びており、本体部１３０のＹ軸正方向側において折り返した形状を成している。本体部１３０のＺ軸負方向を向く面には、Ｙ軸負方向側に発熱体２０が取り付けられ、Ｙ軸正方向側に発熱体３０が取り付けられる。

図２は、冷却器１０の構成を示す断面図である。図２には、ＸＹ平面に平行な平面で切断した冷却器１０の断面が図示されている。図２には、図１に対応するＸＹＺ軸が図示されている。図２の矢印ＩＮは、図１と同様に、冷媒が冷却器１０へと流入する方向を示す。図２の矢印ＯＵＴは、図１と同様に、冷媒が冷却器１０から流出する方向を示す。図２の流路１４０には、冷媒が流れる方向を示す矢印が図示されている。

図３は、冷却器１０の構成を示す断面図である。図３には、図２の矢視Ｆ３−Ｆ３において切断した冷却器１０の断面が図示されている。図３には、図１に対応するＸＹＺ軸が図示されている。

図４は、冷却器１０の構成を示す断面図である。図４には、図２の矢視Ｆ４−Ｆ４において切断した冷却器１０の断面が図示されている。図４には、図１に対応するＸＹＺ軸が図示されている。

冷却器１０の流路１４０は、流入流路１４２と、折り返し流路１４４と、流出流路１４６と、貫通流路１４８で構成されている。さらに、本体部１３０の内部には、流入流路１４２と流出流路１４６とを隔てる隔壁１３２が形成されている。

流入流路１４２は、流入部１１０から延びている扁平な流路である。流入流路１４２は、Ｘ軸方向に幅広く、Ｙ軸方向を長手方向とする扁平な流路である。流入流路１４２は、Ｙ軸負方向側において流入部１１０と連通している。流入部１１０から流入した冷媒は、Ｙ軸正方向へ流入流路１４２内を流れる。流入流路１４２は、Ｙ軸正方向側において折り返し流路１４４と連通している。

折り返し流路１４４は、流入流路１４２と流出流路１４６とを折り返して接続する扁平な流路である。折り返し流路１４４の断面形状は、流入流路１４２および流出流路１４６と同様である。折り返し流路１４４は、Ｘ軸負方向側において流入流路１４２と連通しており、Ｘ軸正方向側において流出流路１４６と連通している。Ｙ軸正方向へ流入流路１４２内を流れる冷媒は、折り返し流路１４４においてＹ軸負方向へと折り返した後、流出流路１４６へと流れる。

流出流路１４６は、流出部１２０から延びている扁平な流路である。流出流路１４６は、Ｘ軸方向に幅広く、Ｙ軸方向を長手方向とする扁平な流路である。流出流路１４６は、流入流路１４２と幅方向（Ｘ軸方向）で隣り合っている。流出流路１４６は、Ｙ軸正方向側において折り返し流路１４４と連通している。折り返し流路１４４から流入した冷媒は、Ｙ軸負方向へ向けて流出流路１４６内を流れる。流出流路１４６は、Ｙ軸負方向側において流出部１２０と連通している。Ｙ軸負方向へ流出流路１４６内を流れる冷媒は、流出部１２０を通じて冷却器１０の外部へと流出する。

貫通流路１４８は、隔壁１３２を流入流路１４２から貫通流路１４８へと貫通している流路である。貫通流路１４８は、隔壁１３２の発熱体２０側（Ｚ軸負方向側）を貫通している。Ｚ軸方向における貫通流路１４８の高さは、流入流路１４２側（Ｘ軸負方向側）から流出流路１４６側（Ｘ軸正方向側）にわたって同じである（図３を参照）。図２に示すように、Ｙ軸方向における貫通流路１４８の幅は、流入流路１４２側（Ｘ軸負方向側）から流出流路１４６側（Ｘ軸正方向側）に向かうに連れて狭くなっている。言い換えると、貫通流路１４８における流入流路１４２側の流路断面積は、貫通流路１４８における流出流路１４６側の流路断面積より大きくなっている。

図２に示すように、Ｚ軸方向から見た場合、発熱体２０は、流入流路１４２、流出流路１４６および貫通流路１４８と重なる部位に配置される。Ｚ軸方向から見た場合、発熱体３０は、流入流路１４２、折り返し流路１４４および流出流路１４６と重なる部位に配置される。別言すれば、発熱体２０は、貫通流路１４８と対向するように冷却器１０に取り付けられており、発熱体３０は、折り返し流路１４４と対向するように冷却器１０に取り付けられている。

以上、説明した実施形態によれば、貫通流路１４８における流入流路１４２側と流出流路１４６側との流路断面積が同じ場合と比較して、貫通流路１４８を流れる冷媒の流速を向上させることができる。これによって、流入流路１４２から折り返し流路１４４へと流れる冷媒の流量を低減できる。その結果、折り返し流路１４４における冷媒の圧力損失を抑制できる。即ち、冷却器１０の冷却能力を向上させることができる。

また、貫通流路１４８における流入流路１４２側と流出流路１４６側との流路断面積が同じ場合と比較して、貫通流路１４８を流れる冷媒の流速を向上させることができるため、貫通流路１４８に対向して配置されている発熱体２０に対する冷却能力を向上させることができる。

以上、実施形態を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面において説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載した組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面において説明した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０；冷却器
２０、３０；発熱体
１１０；流入部
１２０；流出部
１３０；本体部
１３２；隔壁
１４０；流路
１４２；流入流路
１４４；折り返し流路
１４６；流出流路
１４８；貫通流路

Claims (1)

1. 冷媒を用いて発熱体を冷却する冷却器であって、
   外部から冷媒が流入する流入部と、
   外部へと冷媒が流出する流出部と、
   前記流入部から延びている扁平な流入流路と、
   前記流出部から延びているとともに前記流入流路と幅方向で隣り合っている扁平な流出流路と、
   前記流入流路と前記流出流路とを折り返して接続している扁平な折り返し流路と、
   前記流入流路と前記流出流路との間を隔てている隔壁と、
   前記隔壁を前記流入流路から前記流出流路へと貫通している貫通流路と
   を備えており、
   前記貫通流路における前記流入流路側の流路断面積が、前記貫通流路における前記流出流路側の流路断面積より大きい、冷却器。

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